網絡數字顯微互動支持下的“單細胞生物”觀察

陳 慧

(廣東省東莞中學初中部 523000)

初中生物學教學常伴有小實驗，邊做邊學。大多數實驗學生都能參與完成，但“單細胞生物”這一節實驗雖然生動有趣，可實驗材料較難找，許多學校就不開設此實驗。即便找到草履蟲，在普通光學顯微鏡下，也只能觀察到形態和運動，較難看清草履蟲的內部結構。通過數碼顯微鏡和網絡數字顯微互動平臺的結合，學生可在較大的屏幕下觀察顯微鏡下的細微結構，還能拍照錄像，便于資料保存。教師也能同步調用顯微視頻來進行教學，快速高效，大大節省實驗時間。教師在“單細胞生物”一節教學中，嘗試在網絡數字顯微互動平臺的支持下，進行初中生物學實驗的教學。

1 設計階段

“單細胞生物”一節學習的教學目標為：說明單細胞生物可以獨立完成生命活動，舉例說出單細胞生物與人類的關系，使用顯微鏡觀察草履蟲，進一步強化顯微鏡操作技能。通過課前與學生的交流，了解到學生對“單細胞生物”的認識僅局限于字面上的理解——只有一個細胞的生物，對照教材也只能認識幾種單細胞生物的形態，從未真正見過任何一種單細胞生物；學生可以較熟練地使用普通光學顯微鏡，卻對數碼顯微鏡聞所未聞。

通過教材分析和學情分析，進行該節課的教學設計：①通過“一滴水”實驗來吸引學生：學生第一次從顯微鏡下認識到“原來一滴看似平淡的池塘水中，居然有那么多的小生命游來游去”，以此激發學生興趣，導入新課；②圖片展示常見單細胞生物：單細胞生物種類繁多，以草履蟲為例了解它的形態結構，并引入“觀察草履蟲”實驗環節；③以兩位學生為小組，用數碼顯微鏡觀察草履蟲，先低倍鏡觀察形態，再高倍鏡觀察結構，從宏觀到微觀，教師采用“邊實驗、邊學和邊講解”的形式，實驗中采取視頻顯微互動，體現“做中學”的課程新理念；④展示應激性視頻：體現草履蟲的生物特征；⑤總結單細胞生物與人類的關系，回歸生活，情感教育。

2 準備階段

2.1 材料準備和培養 草履蟲在大城市里較難找到，需要重新采集與長時間的培養。教師試著在“淘寶”網上購買，并在草履蟲培養液中滴加幾滴牛奶，用于滋生細菌，供給草履蟲食物。幾天后，草履蟲會大量繁殖。在培養瓶口上放置一張紙巾，既能保證氧氣供給，又可避免受到污染，待用。

2.2 實驗方法的改進 在實驗玻片標本制作過程中，草履蟲運動過快是實驗中重點需要解決的問題。教材中是采用棉花纖維方法，經過多次實踐認為學生較難控制好棉花纖維的用量，太多會影響觀察，太少又不能限制草履蟲的運動。因此，教師嘗試用面粉糊的方法(將1.5 g小麥面粉放人100 mL水中,攪拌均勻,加熱至沸騰,然后繼續小火加熱，5 min后,用流水迅速將混合物冷卻至室溫即可備用)。經過反復實踐發現，面粉糊呈透明膠狀，可有效地限制草履蟲的運動，且不影響觀察，還可觀察到草履蟲的旋轉前進，食物泡的形成過程以及遇到淀粉粒后退的現象等，觀察效果較好。

2.3 網絡數字顯微實驗室 在科學館工作人員的幫助下，課前熟悉設備與環境。還需在課前短時間內教會學生操作數碼顯微鏡以及其他附屬功能，如拍照和錄像功能等。

3 實施階段

3.1 “一滴水”實驗來導入，初步體驗顯微課堂 ①提問：同學們，今天老師帶來一瓶池塘水，大家猜猜一滴池塘水里面有什么？學生根據已有經驗會答出“有微生物、單細胞生物……”等；②引入實驗：大家一起動手讓顯微鏡告訴我們實驗答案；③顯微互動：學生通過數碼顯微鏡觀察，在顯微鏡鏡頭里可以清晰地看到一些正在活動的單細胞生物(如小球藻)。教師點擊立即調用顯微視野來教學，讓每位學生都能感受到微生物世界的奇妙。學生可拍下單細胞生物活動的照片或視頻。

3.2 數碼顯微鏡觀察草履蟲，進行顯微互動學習 ①圖片展示：用圖片展示常見的單細胞生物，并引入“觀察草履蟲”實驗；②進行“觀察草履蟲”實驗：學生在閱讀教材的基礎上借助數碼顯微鏡可看到草履蟲的形態和內部結構，教師把學生的實驗觀察結果通過顯微互動平臺展示，逐步幫助學生建構和理解 “單細胞生物即只有一個細胞的生物”這一重要概念。從觀察草履蟲的運動(纖毛)、呼吸(表膜)、取食和消化(口溝、食物泡)、排泄(收集管、伸縮泡、表膜)、排遺(胞肛)和繁殖(分裂)等方面，突出結構與功能的聯系。

3.3 拓展實驗延伸探究活動，升華課外知識 草履蟲的應激性實驗是在教材的課后習題中出現，一般是以視頻的形式呈現給學生。如果學生親自制作玻片、觀察并總結規律，這樣親身的實驗經歷效果更好。通過課外探究，升華學科知識點。拓展實驗在數字網絡顯微互動的支持下，完全可以輕松地實現：①應激性實驗：用草履蟲的培養液制作成對照組和實驗組玻片，在實驗組的液滴一端放入少許食鹽，將實驗組和對照組分別放在數碼顯微鏡下，觀察草履蟲的活動情況，并用數碼顯微鏡錄像功能記錄；②單細胞生物與人類的關系：介紹草履蟲具有污水凈化的作用貼近生活，學生更感興趣，也易于掌握；③情感教育：某些單細胞生物大量繁殖時可形成赤潮現象，危害農業，由此強調“從我做起，愛護環境”的情感教育。